《機械設備電氣與數字控制》教學大綱.doc

機械設備電氣與數字控制教學大綱機械設備電氣與數字控制教學大綱(機電工程專業(yè))計劃學時64，授課學時54，實驗學時10大綱正文 一、教學內容 (一)機械設備電氣自動控制概況 電氣自動控制系統(tǒng)在機械設備中的地位；機械設備的電氣自動控制系統(tǒng)。 (二)機械設備的電氣控制線路 機械設備電氣控制基礎；普通車床的控制線路；銑床的控制線路*；組合機床的控制線路；注塑機的控制線路*。 (三)電氣控制線路的設計 電氣控制線路設計的一般原則、設計方法；電器元件的選擇；設計實例。 (四)可編程控制器(PLC) PLC的系統(tǒng)構成；指令系統(tǒng)；程序設計；PLC在機械設備中的應用*。 (五)數字控制系統(tǒng)的硬件組成 數控技術概論；數字控制中微機的特點；單片機數控系統(tǒng)；STD總線機數控系統(tǒng)；多微處理器數控系統(tǒng)；常用外設和接口。 (六)數控系統(tǒng)的軟件結構 系統(tǒng)軟件概述；加工程序的輸入和預處理；插補原理；進給速度控制；誤差補償；自診斷。 (七)伺服驅動系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的組成和原理；步進電機開環(huán)伺服驅動系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)中的位置檢測*；閉環(huán)伺服驅動系統(tǒng)*。 (八)典型數控系統(tǒng)及其編程 經濟型數控系統(tǒng)，標準型數控系統(tǒng)*；數控標準、代碼;手工編程，菜單式編程介紹；自動編程*。 (九)機械設備的數控化改造 機械設備改造的一般方法；數控系統(tǒng)的選擇；機械部分的改造;數控系統(tǒng)安裝、調試和抗干擾技術；機床的數顯改造。 (十)柔性制造系統(tǒng)(FMS)簡介FMS的控制系統(tǒng)；物流系統(tǒng)；加工系統(tǒng)；FMS的運行。二、實驗內容 (一)行程控制和順序控制(2.5學時) (二)PLC的編程應用(2.5學時) (三)步進電機的微機控制和驅動(25學時) (四)數控機床的編程和操作(25學時)三、學時及媒體分配 本課程共64學時，其中實驗10學時，電視課36學時，面授18學時，具體分配如下：章次內容計劃授 課實 驗時數電 視面 授一二三四五六七八九十機械設備的電氣控制概況機械設備的電氣控制線路電氣控制線路的設計可編程控制器(PLC)數字控制系統(tǒng)的硬件組成數控系統(tǒng)的軟件結構伺服驅動系統(tǒng)典型數控系統(tǒng)及其編程機械設備的數控化改造柔性制造系統(tǒng)(FMS)簡介1105610566958.551142666442144232325252525合計64361810 注：*為面授課內容大綱說明 一、課程的性質和任務 本課程是廣播電視大學機電工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課 通過本課程各個數學環(huán)節(jié)的學習，使學生掌握機械設備電氣控制和數字控制的基本理論和基本方法，具備對典型電氣控制和數字控制系統(tǒng)進行分析和應用的初步能力，為進一步深造和從事機電控制方面的工程實踐打下必要的基礎。 二、課程內容的安排原則 本課程內容廣泛，既要注意我國機械設備電控技術的現狀，又要充分反映技術的發(fā)展，因此教材按如下原則安排。 1、對傳統(tǒng)的繼電接觸控制，注重精選內容，著重基本環(huán)節(jié)和典型控制線路的分析； 2、對可編程控制器作較系統(tǒng)的介紹； 3、對數控技術著重講解微機數控的原理和應用;考慮到近期的國情，為普及數控技術及機床改造，對步進電機開環(huán)控制的經濟型數控系統(tǒng)應予足夠的重視； 4、面向應用，注重理論聯(lián)系實際。培養(yǎng)解決實際問題的能力。 三、本課程與其它課程的關系 本課程的先修課是電工技術、電子技術、微機技術、機械制造基礎、機械設計基礎等課程。 四、教學內容的基本要求 本課程由繼電接觸控制、可編程控制器和計算機數字控制三部分組成。計算機數字控制部分是本書的重點部分。 各部分的具體要求如下： (一)機械設備電氣自動控制概況 了解機械設備電氣控制和數字控制的一般概況。 (二)機械設備的電氣控制線路 掌握電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)； 熟練掌握電氣控制線路的分析方法； 具備閱讀和分析中等復雜程度電氣控制線路圖的能力； 掌握普通車床、組合機床電氣控制線路的控制規(guī)律； 了解銑床、注塑機等電氣控制線路的特點。 (三)電氣控制線路的設計 初步掌握電氣控制線路的一般設計原則和設計方法； 具有查閱電氣控制方面的資料和手冊的能力； 具有設計簡單電氣控制線路的能力。 (四)可編程控制器(PLC) 掌握PLC的發(fā)展和應用狀況； 具備對小型PLC進行具體的應用編程和調試運行的初步能力。 (五)數控系統(tǒng)的硬件組成 掌握計算機數控(CNC)系統(tǒng)的基本組成及工作原理； 掌握單片機及STD總線機數控系統(tǒng)的組成和特點； 了解多CPU數控系統(tǒng)的組成和特點； 了解CNC系統(tǒng)的接口技術； 具有對簡易CNC系統(tǒng)的硬件組成進行分析的初步能力。 (六)數控系統(tǒng)的軟件結構 掌握CNC系統(tǒng)軟件的一般結構；了解加工程序的輸入和預處理方法； 熟練掌握逐點比較法插補原理；了解DDA法和時間分割法插補原理； 掌握進給速度的控制方法； 了解誤差補償和自診斷的原理和方法； 具備分析簡易CNC系統(tǒng)軟件結構的初步能力。(七)伺服驅動系統(tǒng) 掌握開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)控制的一般概念； 掌握步進電機的控制原理，掌握用硬件和軟件進行脈沖分配的方法； 了解步進電機常用的驅動電路； 了解閉環(huán)控制系統(tǒng)中常用檢測元件的結構、原理和應用方法； 了解交流電機PWM調速方法； 了解直流電機的調速方法； 具備對步進電機開環(huán)伺服系統(tǒng)進行分析、實驗的初步能力。 (八)典型數控系統(tǒng)及其編程 掌握經濟型數控系統(tǒng)的基本功能和基本的軟、硬件配置； 了解標準型數控系統(tǒng)的特點和基本的軟、硬件配置； 熟悉數控標準、代碼及常用功能字； 掌握數控加工工藝過程的制訂和座標值的計算方法； 掌握數控機床加工程序的編制方法、能編制一般零件的加工程序； 了解自動編程原理和應用情況。 (九)機械設備的數控化改造 掌握機械設備數控改造的一般方法； 具備根據設備的功能選用數控系統(tǒng)和數顯設備的初步能力。 (十)柔性制造系統(tǒng)(FMS)簡介 了解FMS的組成、應用和發(fā)展概況。 五、實驗與習題的基本要求 (一)實驗 實驗是本課程的重要教學環(huán)節(jié)；它不僅是驗證理論，更重要的是培養(yǎng)學生的動手能力，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 通過實驗達到： l、掌握順序控制和行程控制方法； 2、能在小型P